快速成型技术及其向产品化生产发展所面临的技术问题
快速成形制造中误差产生的原因及相应的解决措施
1 引言快速成型技术(Rapid Prototying，RP)是由CAD模型直接驱动，快速制造任意复杂形状的三维物理实体的技术。
快速成型技术的出现赋予了装备制造业快速响应、无模制造和加工信息远程传递制造的新特点，引发了装备制造方法的重大变革回。
经过20余年的发展，快速成型技术从原来的SLA技术先后发展出SLS、LOM、FDM、3DP、LENS等多种成型工艺，并在机械制造、航空航天、军事、医学、考古、艺术以及建筑等领域得到—定程度的应用。
Rapid prototyping technology (Rapid, Prototying, RP) is directly driven by the CAD model, the three-dimensional physical entities rapid manufacturing complex shape technology. The rapid molding technology gives the equipment manufacturing industry of fast response, no mold manufacturing and processing information remote transmission characteristics of manufacturing, caused major changes to equipment manufacturing method. After 20 years of development, the rapid prototyping technology from the original SLA technology has developed the SLS, LOM, FDM, 3DP, LENS and other molding process, and in machinery manufacturing, aerospace, military, medicine, archaeology, art and architecture and other fields have a certain degree of application.目前，快速成型技术面临的一个主要的问题就是表面质量不高，其制件必须经过打磨、抛光等后处理工艺才能满足工业应用的要求。
快速成型技术现状与行业发展趋势(DOC 31页)
快速成型技术现状与行业发展趋势(DOC 31页)快速成型技术行业现状与产业发展趋势杭州先临三维科技股份有限公司2012.5.28目录1.快速成型技术发展历史及现状 (1)1.1快速成型技术发轫的背景 (1)1.2快速成型技术的优点、原理和工艺 (2)1.2.1快速成型技术的优点 (2)1.2.2快速成型的基本原理 (2)1.2.3快速成型的工艺方法 (4)1.3 快速成型技术的发展 (10)1.3.1 快速成型技术的发展历史 (10)1.3.2 快速成型技术的发展方向 (11)2 快速成型技术行业及产业 (12)2.1 快速成型技术的行业应用现状 (12)2.1.1医学应用 (12)2.1.2 制造领域 (12)2.2 快速成型技术的行业市场主体分析 (13)2.3 快速成型技术的产业发展现状及趋势.. 142.3.1 快速成型技术产业发展状况.. 142.3.2全球市场 (16)2.3.3亚太市场 (16)3 国内快速成型技术产业发展的机遇及挑战 (19)3.1国内快速成型技术产业发展现状 (19)3.1.1国内快速成型技术的研发和推广情况 (20)3.1.2国内的快速成型技术的应用情况 (20)3.1.3国内快速成型技术企业的典型企业列举 (20)3.2 国内快速成型技术产业的发展机遇 (27)3.2.1 国内外的市场环境利于快速成型技术产业发展 (27)3.2.2 国内的政策环境利于快速成型技术产业发展 (27)3.3 国内快速成型技术产业面临的挑战 (28)3.3.1 快速成型技术在向产品生产化发展中所存在的主要问题 (28)3.3.2 快速成型技术产业面临的应用化挑战 (29)快速成型技术行业现状与产业发展趋势1黄贤清何文浩1.快速成型技术发展历史及现状1.1快速成型技术发轫的背景在新产品的开发过程中，总是需要在投入大量资金组织加工或装配之前对所设计的零件或整个系统加工一个简单的例子或原型。
快速成型技术的现状和发展趋势
快速成型技术的现状和发展趋势快速成型技术（Rapid Prototyping Technology，RPT）是一种将设计文件快速转化为实体模型的技术。
它通过逐层堆叠材料的方式制造模型，相比传统的基于切割、拼接和加工的方法，具有快速、灵活和定制化的特点。
随着科技的不断发展和应用领域的扩大，快速成型技术也在不断创新和更新。
1.技术日臻成熟：快速成型技术经过多年的研发和实践，已经在各个领域有了广泛的应用，例如汽车制造、医疗器械、航空航天等。
技术的稳定性和可靠性得到了验证，成型精度和制造效率也有了很大提高。
2.多种成型技术：随着快速成型技术的发展，出现了许多不同的成型技术，包括光固化、喷墨、熔融沉积等。
每种技术都有自己的特点和适用范围，可以根据不同的需求选择合适的技术。
3.材料种类丰富：最初的快速成型技术只能使用一些特定的材料进行成型，如塑料、树脂等。
而现在，随着材料科学的进步，可以使用金属、陶瓷等多种材料进行快速成型，大大扩展了应用领域。
1.精度的提高：精度是快速成型技术的一个重要指标，未来的发展趋势是进一步提高成型的精度。
通过改进设备和材料，优化参数设置等方式，可以实现更加精细的成型，满足更高的需求。
2.成型速度的提升：虽然快速成型技术已经很快，但是在一些特定的应用场景下，速度还是有待提高。
未来的发展趋势是研发更加高效的成型设备和更快速的材料固化方式，以满足更加紧迫的需求。
3.结构复杂性的增加：快速成型技术的优势之一就是可以制造复杂结构的模型。
未来的发展趋势是进一步发展可以制造更加复杂的结构，如组织结构、微观结构等，以满足更多领域的需求。
4.材料种类的扩展：材料的种类对快速成型技术的应用范围有很大的影响。
未来的发展趋势是不断扩展可用材料的范围，如增加金属、陶瓷、生物材料等，以满足更广泛的应用需求。
总之，快速成型技术是一项具有广阔应用前景的技术，随着科技的不断发展和创新，将会在制造业、医疗、航空等领域发挥更为重要的作用。
浅谈快速成型技术
浅谈快速成型技术【摘要】快速成型技术是一种集合计算机、数控、材料、激光等多学科技术于一体的全新制造技术。
文章简单介绍了快速成型技术的发展状况、分类、特点及应用，并对几种典型的快速成型工艺进行了比较。
【关键词】快速成型；发展状况；应用领域快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP）是二十世纪八十年代末九十年代初兴起并迅速发展起来的新的先进制造技术，是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术总称。
1. 快速成型机技术的发展状况快速成型技术从产生到现在虽然只有十几年的时间，但发展十分迅速。
目前的快速成型技术与以前相比，在目标、用途、设备和工艺等方面都有了很大的变化和提高，主要体现在：以制作概念原型、制作功能测试的原型为主，制作小批量生产的模具或制造大批量生产模具的母模，向不同用途相对独立地发展[1]；向大型或微型制造发展；结合各种应用要求，依赖新的成型材料特点，不断开发新的成型工艺；通过改进快速成型机的结构和控制系统，提高成型的速度、控制精度和可靠性；优化数据处理技术，开发新的模型切片方法，提高快速成型件的尺寸精度和表面质量；开发专用快速成型设备，降低设备运行成本。
2. 快速成型技术的分类快速成型技术根据成型方法可分为两类：基于激光及其他光源的成型技术和基于喷射的成型技术，下面对其中几种比较成熟的快速成型工艺作简单介绍：（1）光固化成型光固化成型技术的工作原理是以光敏树脂为原料，计算机控制扫描的轨迹及光线，光点打到的地方，成型开始时，工作平台在液面下一个确定的深度.聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描，即逐点固化[2]。
当一层扫描完成后.升降台带动平台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的扫描，新周化的一层牢周地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到一个三维实体模型。
（2）选择性激光粉末烧结选择性激光粉末烧结的工作原理是将材料粉末铺洒在已成型零件的上表面，并刮平，用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面，材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成型的部分连接[3]。
快速成型技术的心得：展望未来,揭示发展趋势与创新方向
快速成型技术的心得：展望未来，揭示发展趋势与创新方向快速成型技术（Rapid Prototyping，RP），也被称为快速制造技术（Rapid Manufacturing，RM），是一种通过使用数字模型制作物理模型的技术。
这些数字模型可以是由电脑辅助设计（CAD）软件创建的三维模型，也可以是通过扫描现有物体来创建的点云数据。
RP已成为现代工业的重要组成部分，它不仅加速了产品开发的进程，还可以提高产品的质量和准确性。
由此，可以看出RP在未来发展趋势及创新方向方面是十分有前景的。
RP技术和智能制造一样，是数字化制造的重要应用领域。
此技术应用广泛，包括汽车工业，模型制作，航空航天等。
为了满足市场的需求，RP工艺在制造制品方面充分展示了其多样性，这使它成为制造业的焦点，并使其受到人们的重视，同时也使其成为制造业的一个技术突破点。
并且随着RP技术的日益普及，对材料科学，机械学以及计算机科学等相关领域的其他技术的发展方向提出了新的要求，刺激了其不断创新和改进。
对RP技术的未来展望是正面的。
这种技术可以通过更高效的方式制造更多更高质量的产品，同时也可以帮助制造商更快速地将他们的产品带入市场。
未来，随着技术的进步，RP将变得更加用户友好，可能成为小型企业中常用的制造技术。
这将使RP技术产生更大的市场需求，进一步推动该技术的发展。
未来RP技术的发展趋势之一是更高的制造效率。
随着制造技术的不断提高，RP技术也可以为生产线中的设备制造过程增加生产效率。
随着RP自动化水平的提高，制造业通过改进生产流程，实现更快更高效的生产。
所以，未来RP技术将变得越来越智能化，更加自动化，这样就能够实现生产成本的降低，也能加快产品研发的速度。
发展RP技术的另一个方向是更多的材料选择。
随着新材料的不断涌现，RP技术应该能够承载这些新材料的需求，使其更易于加工。
例如，多种金属材料在生产制造过程中应用十份广泛，《机械制造》杂志曾报道，要解决建造金属3D打印机的问题可能是该领域迈向未来的关键。
快速成型与制造技术发展现状与趋势
形的要求。
另外，快速成型技术在⽛科⽅⾯也有⼴泛的应⽤。
制造领域如前所述，快速成型技术在制造领域应⽤最多，达到了67%，⼀⽅⾯显⽰出了RP技术在⽣产制造业独特的优势，另⼀⽅⾯也显⽰出了制造⾏业对新技术、新⼯艺的需求。
严格来说，⽬前RP 技术应⽤在制造领域中的⽅式并不是前⽂所定义的快速制造（RM），即并不是利⽤RP设备直接制造不经过再加⼯即可使⽤的制品。
通常RP技术在制造业的应⽤主要在产品试制和试验阶段（57%），⽐如功能检测和装配检测等。
同时，也有利⽤RP技术直接制造的例⼦。
波⾳公司建⽴了⼀整套的“定制⽣产（Production On Demand-POD）”⽣产流程，可以在很短时间内制造传统加⼯⽅法很难加⼯的航空航天⼯业中的导风管道。
RP技术的发展就⽬前RP技术的发展来说，其⽣产的制品在表⾯粗糙度、精度、可重复性和制品质量⽅⾯与传统制造⽅法均存在差距。
这也是现在RP技术发展的⼀个重要的⽅⾯。
现存的RP⼯艺以及⼯艺链条都必须经历⼀段发展以实现⼀个可靠、安全的技术，来达到⼯艺所要求的精度和质量。
上⽂提到的RP⼯艺都有⼏乎相同的精度（0.1-0.2mm/100mm）和粗糙度（Ra 5-20µm）和较低的可重复性。
进⼀步的改进应该从机械设计⽅⾯开始⼿，可以通过技术回馈系统来实现。
为了提⾼制品的质量，将出现RP⼯艺和传统⼯艺相结合的复合⼯艺设备。
在设备本⾝和材料⽅⾯，⽬前研究的主要⽅向⼤多集中于加⼯⽅法、加⼯设备、激光发⽣器和材料等⽅⾯，⽬的在于提⾼制品的强度、耐久性和精度，同时也⼒于提⾼⽣产制品的周期⽅⾯。
这些研究，终究会为快速成型到快速制造的过渡提供强⼤的动⼒。
快速成型技术经过20余年的发展⽬前已经在加⼯⽅法、材料等⽅⾯取得了研究⽅⾯的突破。
在市场推⼴⽅⾯，也取得了⼀定成绩。
但是就从快速成型（RP）到快速制造（RM）的过程来看，进展仍不理想。
在市场⽅⾯，2001年快速成型技术已经⽣产了近350万套模具和产品原型，并在此后以每年20%的速度稳定增长。
各种快速成型的优点及缺点及将来发展趋势
各种快速成型的优点及缺点及将来发展趋势
1.光固化成型（SLA）
优点：
（1）尺寸精度高。SLA原型的尺寸精度可以达到±0．1mm
（2）表面质量好。虽然在每层固化时侧面及曲面可能出现台阶，但上表面仍可以得到玻璃状的效果。
（3）可以制作结构十分复杂的模型。
（4）可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型。
缺点：
（1）尺寸的稳定性差。成型过程中伴随着物理和化学变化，导致软薄部分易产生翘曲变形，因而极大地影响成型件的整体尺寸精度。
缺点：
（1）原型的表面有较明显的条纹。
（2）沿着成型轴垂直方向的强度比较强。
（3）需要设计和制作支撑结构。
（4）需要对整个截面进行扫描涂覆，成型时间较长。
（5）原材料价格昂贵。
5.三维打印（3DP）
优点：
（1）成型速度快，成型材料价格低，适合做桌面型的快速成型设备。
（2）在粘结剂中添加颜料，可以制作彩色原型，这是该工艺最具竞争力的特点之一。
（7）可制作尺寸大的原型。
（8）原材料价格便宜，原型制作成本低。
缺点：
（1）不能直接制作塑料原型。
（2）原型的抗拉强度和弹性不够好。
（3）原原型易吸湿膨胀，因此，成型后应尽快进行表面防潮处理。
（4）原型表面有台阶纹理，难以构建形状精细、多曲面的零件，因此，成型后需进行表面打磨。
3.选择性激光烧结（S）
（2）生物制造和生长成型
21世界是生物科学的世纪，和工程科学相结合特别是与制造科学相结合，基于对不同层次生命活动的理解，生物技术和生物医学工程学能够为人类创造财富和解决人类的健康问题。
快速成型技术及其发展应用前景的研究报告
快速成型技术及其发展应用前景的研究报告简介快速成形(RapidPrototyping简称:RP)技术是20世纪80年代出现的新型技术，是面向设计(产品开发)的制造技术。
RP技术是基于离散、堆积成形原理的新型数字化成形技术。
它将CAD、CAM、计算机辅助控制(CNC)、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成于一体，由CAD模型直接驱动的快速制造复杂形状三维物理实体技术的总称。
原理首先，采用CAD软件设计出所需零件的计算机三维曲面或实体模型(数字模型或称电子模型);然后根据工艺要求，按照一定的规则将该模型离散为一系列有序的单元，一般在Z向将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层)，把原来的三维电子模型变成一系列的二维层片；再根据每个层片的轮廓信息，进行工艺规划，选择合适加工参数，自动生成数控代码；最后，由成形机接受控制指令，按照这些指令，激光束选择性地固化一层的液态树脂(或切割一层纸、烧结一层塑或喷头选择性地向材料喷射粘结剂等)制造一系列层片，并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体。
然后对完成的三维产品进行必要的后处理，如深度固化、修磨、着色，使之达到原型或零件的要求。
这样就将一个物理实体复杂的三维加工离散成一系列层片的加工，大大降低了加工难度，并且成形过程的难度与待成形的物理实体形状和结构的复杂程度无关。
典型的快速成型工艺（1）光固化立体造型(SLA-StereolithographyApparatus)该技术以液态光敏树脂为原料，计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截而的轮廓为轨迹逐点扫描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应，从而形成零件的一个薄层截面。
当一层固化完毕，移动工作台，在原先固化的树脂表面再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化。
新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此重复至整个零件原型制造完毕。
SLA法是第一个投入商业应用的RP技术，其方法特点是精度高、表而质量好、原材料利用率接近100%，能制造形状特别复杂(如空心零件)、特别精细(如首饰等)的零件。
快速成型技术研究中的若干关键问题
补信息和反馈信息就可以完成误差控制，并且模块 化结构好， 算法简单稳定， 便于实现。
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快速成型软件的开发 软件是快速成型系统的灵魂，其中最为关键的
是从三维 =4) 模型到快速成型接口的数据转换和 处理软件。 在快速成型发展的初期， 人们的注意力主 要集中在工艺本身， 而随着应用的不断深入， 软件处 理的精度和速度、软件对复杂模型的处理能力就成 为应用中的一个主要瓶颈。目前快速成型技术中软 件系统主要存在以下问题：数据转换模型对三维 所产生的 8*& 格式文件 =4) 模型的描述不够精确， 难免有少量的缺陷， 从而影响成型的精度和质量； 已 商品化的通用性软件价格较贵， 功能单一， 只能进行 模型显示、 加支撑、 错误检验与修正等中的一种或几 种功能， 而且也存在数据接口问题， 不易集成； 商品 化软件还不完善，不能满足当前快速成型技术对成 型速度、 成型精度和质量的要求； 各公司软件开发分 散， 无统一的数据接口； 随机携带的快速成型软件只 能完成一种工艺的数据处理和控制成型。 由 于 8*& 存 在 一 系 列 的 弊 端 ， 因此， 有必要开 发出更合理、 更精确的快速成型高性能软件。 具体措 施有： 采用自适应性切片， 提高制作速度和减少阶梯 效应； 将 大 的 8*& 文 件 分 割 成 若 干 小 文 件 ； 直接通 过 =4) 原始模型获取切片层信息， 减少三角形分割 引起的拟合误差， 并可避免由于 8*& 文件产生的弊 端， 提高快速成型精度等。
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快速成型作为一种高新制造技术，在其诞生的
十几年来获得了飞速发展，但任何新产品都有一个 逐渐完善与发展的过程。 因此， 快速成型技术必将在 现在的基础上扬长避短， 不断开发出新的成型工艺、 成形材料及智能化相关技术，现有工艺也必将朝着 精密化、 高精度、 低成本、 标准化方向发展， 并应以能 直接生产半功能性、 功能性零件为目标。
快速成型技术及其向产品化生产发展所面临的技术问题
快速成型技术及其向产品化生产发展所面临的技术问题快速成型技术问世以来，已实现了相当大的市场，发展非常迅速。
人们对材料逐层添加法这种新的制造方法已逐步适应。
该技术通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段结合，已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。
1快速成型技术的优点1）快速成型作为一种使设计概念可视化的重要手段，计算机辅助设计零件的实物模型可以在很短时间内被加工出来,从而可以很快对加工能力和设计结果进行评估。
2)由于快速成型技术是将复杂的三维型体转化为两维截面来解决，因此，它能制造任意复杂型体的高精度零件，而无须任何工装模具。
3）快速成型作为一种重要的制造技术，采用适当的材料,这种原型可以被用在后续生产操作中以获得最终产品。
4）快速成型操作可以应用于模具制造，可以快速、经济地获得模具。
5）产品制造过程几乎与零件的复杂性无关，可实现自由制造，这是传统制造方法无法比拟的。
2快速成型的基本原理基于材料累加原理的快速成型操作过程实际上是一层一层地离散制造零件。
为了形象化这种操作，可以想象一整条面包的结构是一片面包落在另一片面包之上一层层累积而成的。
快速成型有很多种工艺方法，但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件，区别是制造每一层的方法和材料不同而已。
2. 1快速成型的一般工艺过程原理2。
1.1三维模型的构造在三维CAD设计软件(如Pro/E\UG\SolidWorks\SolidEdge等）中获得描述该零件的CAD文件。
目前一般快速成型支持的文件输出格式为5TL模型，即对实体曲面近似处理，即所谓面型化(Tessallation）处理，是用平面三角面片近似模型表面。
这样处理的优点是大大地简化了GAD模型的数据格式，从而便于后续的分层处理.由于它在数据处理上较简单，而且与CAD系统无关,所以很快发展为快速成型制造领域中CAD系统与快速成型机之间数据交换的准标准，每个三角面片用4个数据项表示，即3个顶点坐标和法向矢量，而整个CAD模型就是这样一组矢量的集合。
快速成型技术现状与行业发展趋势
快速成型技术现状与行业发展趋势快速成型技术（Rapid Prototyping）是一种通过逐层添加材料构建三维实体模型的技术，也被称为三维打印技术。
不仅可以用于产品原型的制作，还可以应用于医学、建筑、艺术等多个领域。
快速成型技术的发展对于加速产品开发、提高设计效率和降低生产成本具有重要意义。
目前，快速成型技术已经成为制造业领域的重要技术之一，并呈现出以下的现状和发展趋势。
1. 技术不断创新：快速成型技术一直在不断创新和发展。
除了传统的层积累积（Stereolithography，SLA）、选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）、三维打印（3D Printing）等技术之外，还有新的技术涌现，如聚合光束制造（Polymer Jetting）、电子束熔化（Electron Beam Melting，EBM）等。
这些新技术在速度、成品质量、材料适用范围等方面都有所提升。
2.应用领域不断扩大：快速成型技术开始应用于更多的领域。
除了常见的汽车、航空航天、电子产品等制造业领域，还涉及到医疗、教育、文化创意等多个领域。
医疗方面，快速成型技术可以用于制作适配性假肢、手术模拟器等。
教育方面，可以用于制作教学模型，提高教学效果。
文化创意方面，可以实现艺术品、建筑模型等的快速制作。
3.材料种类丰富：随着技术的发展，快速成型技术所应用的材料种类越来越丰富。
除了传统的塑料材料，还有金属、陶瓷等材料可以用于快速成型技术。
这使得快速成型技术的适用范围更广，可以实现更多的应用。
1.加快制造速度：快速成型技术的一个重要发展趋势是加快制造速度。
传统的快速成型技术需要较长的时间来完成一个实体模型的制作，限制了其在制造业中的应用。
因此，通过改进设备和工艺，加快制造速度是一个重要的发展方向。
2.提高成品质量：成品质量是快速成型技术发展的一个重要方向。
目前，由于制造过程中的一些技术限制，快速成型技术所制作的成品的表面质量和精度有一定的局限性。
快速成型发展存在的问题
快速成型发展存在的问题湖南华曙高科专业人员分析中国是世界制造业的大国，今天在制造业日趋国际化的状况下，所以缩短产品研发周期和减少开发新产品投资风险，节约成本，成为企业赖以生存的关键，导致快速成型、快速模型、快速制造技术将会得到进一步发展。
但是，快速成型技术在研究中也存在着相关问题。
1)材料问题：目前快速成型技术中成型材料的成型性能不太理想，成型件的物理性能不能满足功能性和半功能性零件的要求。
一般快速成型材料费用比较高，从而造成成本偏高。
2)高昂的设备价格目前快速成型设备的价格较贵,限制了快速成型技术的推广应用。
3) 功能单一快速成型机的成型系统一般都只能进行一种工艺成型,而且大多数只能用一种或少数几种材料成型4）成型精度和质量问题由于快速成型的工艺还是不很完善。
所以为提高成型件的精度和表面质量必须改进成型工艺和快速成型软件。
5）应用问题虽然快速成型技术在各个领域都得到了应用和取得了一定的成就，但大多仅作为原型件进行新产品开发及功能测试等，如何生产出能直接使用的零件是快速成型技术面临的一个重要问题。
随着快速成型技术的进一步推广应用,直接零件制造是快速成型技术发展的必然趋势。
6）软件问题随着快速成型技术的发展其软件问题越来越突出，软件问题已成为快速成型技术发展的关键问题。
快速成型技术软件系统存在的问题：1)快速成型软件大多是随机安装，无法进行二次开发。
2)各公司的软件都是自行开发，没有统一的数据接口。
3)随机携带的快速成型软件都只能完成一种工艺的数据处理和控制成型。
4)已商品化的通用性软件价格较贵,功能单一,只能进行模型显示、加支撑、错误检验与修正等中的一种或几种功能,而且也存在数据接口问题,不易集成。
5)商品化的软件还不完善不能满足当前快速成型技术对成型速度、成型精度和质量的要求。
6)当前的数据转换模型缺陷较多，对CAD模型的描述不够精确，从而影响了快速成型的成型精度和质量。
本文由湖南华曙高科手板模型小编整理完成！。
快速成型技术的现状与发展趋势
题目名称快速成型技术的现状与发展趋势1、快速成型技术简介快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。
2、快速成型技术原理快速成型技术采用离散/堆积成型原理，对三维CAD 模型进行分层，使其转换成厚度很薄的二维平面模型。
通过平面模型的数控代码指导加工，再将加工出每个薄层粘结而成形。
主要包括如下几个主要步骤：（1）产品CAD实体模型构建：构建方法有两种，一是可通过概念设计，设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、CAD模型）；二是可通过逆向工程，通过三维数字扫描仪对产品原型进行扫描，而后结合逆向工程对扫描数据进行处理。
（2）三维模型的分层处理：即按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度进行离散（习惯称为分层），把原来的三维CAD模型变成一系列的层片。
（3）层层制造堆积成型：根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码。
（4）后处理：由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体。
3、快速成型技术的特点（1）产品灵活性。
RP技术采用离散/堆积成型的原理，将十分复杂的三维制造过程简化为二维制造过程的叠加，使复杂模型直接制造成为可能，越是复杂的零件越能体现RP技术的优越性；（2）快速性。
从CAD 设计到完成原型制作通常只需几个小时到几十个小时，加工周期短，可节约70%时间以上，能够适应现代竞争激烈的产品市场；（3）低成本。
快速成型技术的发展及关键技术
摘要成形材料的开发应用,可提升成形质量、拓宽原型应用的领域、开发新的成形工艺.软件是快速成形技术的灵魂，第三方软件介入是当前快速成形技术软件开发的一个明显趋势。
基于快速成形思想的各种新的工艺方法、研究与工艺装备开发,以及桌面化设备和功能原型成形设备的开发,是新的快速成形设备研制的两大趋势。
关键词快速成形，成形材料,软件技术,工艺装备Ａbstract Ｂy deveｌopiｎg and apｐlying ｍateｒiａl oｆf ｏrmiｎg oｒ shapiｎｇ, forｍｉｎg ｑuality can ｂe ｐromｏted, ｐrototype ａｐplｉ-ｃａｔion caｎｂe broadenｅd, aｎd neｗ RP process cａn bｅ devｅloped。
Sｏftwarｅｉs ｔｈe coｒｅ of rapid prot ｏtypｉng tecｈnology. Ｔhefｉｅlｄ of ｒapiｄ prｏtotyｐinｇ tｅｃhnoloｇｙ whｅre commercial softｗaｒｅ iｎvolveｄ is an obviｏus ｔrenｄ of soｆtwarｅｔechnique devｅlopmenｔat present。
Ｔhe research on varｉouｓ neｗ technologｉｃal meｔhoｄanｄ t ｅcｈnologiｃａl equipmｅnt ｂasｅd on tｈe prｉnciplｅo ｆrａpiｄproｔｏtｙｐing as well as thｅ devｅlｏｐment of dｅsｋtop equipmenｔ and functionaｌizinｇｅquipｍｅnt, are ｔｗo R& Ｄ big treｎｄs in devｅloｐinｇnew RP eｑuipment．Keywｏrds rapid prｏtotyｐing， forｍiｎg mateｒial, ｓoftwarｅｔechｎique, prｏｃeｓs eqｕｉpmenｔ引言快速成形制造(RPM)是2０世纪80年代末、９０年代初由美国开发的高新制造技术,其重要意义可与数控(ＣNC)技术相比.该技术采用材料累加的新成形原理，直接通过CＡD数据制成三维实体模型。
四大快速成型工艺和优缺点
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1、 与其他工艺相比，能生产最硬的模具。 2、 可以采用多种原料，例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。 3、 零件的构建时间短，可达到 1in/h 高度。 4、 无需对零件进行后矫正。 5、 无需设计和构造支撑。 选择性烧结的最大优点是可选用多种材料，适合不同的用途、所制作的原型产品具有较高的硬度，可进行 功能试验。 SLS 快速原型技术缺点是： 1、 在加工前，要花近 2 小时的时间将粉末加热到熔点以下，当零件构建之后，还要花 5-10 小时冷却， 然 后才能将零件从粉末缸中取出。 2、 表面的粗糙度受到粉末颗粒大小及激光点的限制。 3、 零件的表面一般是多孔性的，为了使表面光滑必须进行后处理。 4、 需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性，加工的成本高。 5、 该工艺产生有毒气体，污染环境。
二、SLA –树脂光固化工艺 光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography）原理的一种工艺，简称 SLA，也是最早出现的、 技术最成熟和应用最广泛的快速成型技术。 在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作 台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面 进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后，工作台下降一层薄片的高 度，以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢固
快速成型技术的现状与发展趋势
快速成型技术的现状与发展趋势
一、快速成型技术现状
快速成型技术作为现代工业制造中的一种高效制造技术，具有节约时间、节省能源、提高质量、更便宜的优点，以满足现代工业制造的要求，其中主要包括3D打印，热塑性快速成型，模压快速成型，非接触式快速成型，以及一些其他快速成型技术。
3D打印技术是快速成型技术的一种，它可以将设计的3D模型转化为可靠的复杂结构。
它利用三维建模软件将设计文件转换为可以打印的格式文件，然后通过3D打印机将模型打印成实体产品，其特点是可保证准确性、完整性和不需要传统模具，无需抛光，大大提高了生产效率，同时也能节约大量材料，可以说是快速成型技术发展的重要桥梁。
热塑性快速成型技术是另一类快速成型技术，其中最常用的是不同型号的热塑性快速成型机，它能够快速成型出可靠度高、尺寸精准、快速实现的一类物体。
这类机器的工作原理是，用塑料粉末放入加工室，加工室内有一对相对移动的热板，通过合适的压力，能够将塑料粉末快速塑造出任何复杂形状的产品，它具有快速、灵活、准确、效率高的优点，在航空航天、电子、机械等领域的应用非常广泛。
模压快速成型技术是另一类快速成型技术。
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快速成型技术及其向产品化生产发展所面临的技术问题
快速成型技术问世以来，已实现了相当大的市场，发展非常迅速。
人们对材料逐层添加法这种新的制造方法已逐步适应。
该技术通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段结合，已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。
1快速成型技术的优点
1）快速成型作为一种使设计概念可视化的重要手段，计算机辅助设计零件的实物模型可以在很短时间内被加工出来，从而可以很快对加工能力和设计结果进行评估。
2）由于快速成型技术是将复杂的三维型体转化为两维截面来解决，因此，它能制造任意复杂型体的高精度零件，而无须任何工装模具。
3）快速成型作为一种重要的制造技术，采用适当的材料，这种原型可以被用在后续生产操作中以获得最终产品。
4）快速成型操作可以应用于模具制造，可以快速、经济地获得模具。
5）产品制造过程几乎与零件的复杂性无关，可实现自由制造，这是传统制造方法无法比拟的。
2快速成型的基本原理
基于材料累加原理的快速成型操作过程实际上是一层一层地离散制造零件。
为了形象化这种操作，可以想象一整条面包的结构是一片面包落在另一片面包之上一层层累积而成的。
快速成型有很多种工艺方法，但所有的快速成型工艺方法都是一层一层地制造零件，区别是制造每一层的方法和材料不同而已。
2. 1快速成型的一般工艺过程原理
三维模型的构造
在三维CAD设计软件（如P⑹E\UG\SolidWorks\SolidEdge 等）中获得描述该零件的CAD文件。
目前一般快
速成型支持的文件输出格式为5TL模型，即对实体曲面近似处理，即所谓面型化仃essallation）处理，是
用平面三角面片近似模型表面。
这样处理的优点是大大地简化了GAD模型的数据格式，从而便于后续的分
层处理。
由于它在数据处理上较简单，而且与CAD系统无关，所以很快发展为快速成型制造领域中CAD系统与快速成型机之间数据交换的准标准，每个三角面片用4个数据项表示，即3个顶点坐标和法向矢量，而
整个CAD模型就是这样一组矢量的集合。
在三维CAD设计软件对模型进行面型化处理时，一般软件系统中有输岀精度控制参数，通过控制该参数，
可减小曲面近似处理误差。
如Pro/E软件是通过选定弦高值（eh-chord height）作为逼近的精度参数，如图
1为一球体，给定的两种ch值所转化的情况。
对于一个模型，软件中给定一个选取范围，一般情况下这个范围可以满足工程要求。
但是，如果该值选的太小，要牺牲处理时间及存贮空间，中等复杂的零件都要数兆甚至数十兆左右的存贮空间。
并且这种数据转换过程中无法避免地产生错误，如某个三角形的顶点在另一三角形边的中间、三角形不封闭等问题是实践中经常遇到的，这给后续数据处理带来麻烦，需要进一步检查修补。
三维模型的离散处理
通过专用的分层程序将三维实体模型（一般为5TL模型）分层，分层切片是在选定了制作（堆积）方向后，需
对CAD模型进行一维离散，获取每一薄层片截面轮廓及实体信息。
通过一簇平行平面沿制作方向与CAD模型相截，所得到的截面交线就是薄层的轮廓信息，而实体信息是通过一些判别准则来获取的。
平行平面之间的距离就是分层的厚度，也就是成型时堆积的单层厚度。
在这一过程中，由于分层，破坏了切片方向CAD 模型表面的连续性，不可避免地丢失了模型的一些信息，导致零件尺寸及形状误差的产生。
切片层的厚度直接影响零件的表面粗糙度和整个零件的型面精度，分层切片后所获得的每一层信息就是该层片上下轮廓信息及实体信息，而轮廓信息由于是用平面与CAD模型的STL文件（面型化后的CAD模型）求交获得的，所
以轮廓是由求交后的一系列交点顺序连成的折线段构成，所以，分层后所得到的模型轮廓已经是近似的，而层层之间的轮廓信息已经丢失，层厚大，丢失的信息多，导致在成型过程中产生了型面误差。
3快速成型技术在向产品生产化发展中所存在的主要问题
在制造业日趋国际化的状况下，缩短产品开发周期和减少开发新产品投资风险，成为企业赖以生存的关键。
因此，快速成型、快速制模、快速制造技术将会得到进一步发展。
3. 1快速成型技术研究中存在的问题。
1）材料问题.目前快速成型技术中成型材料的成型性能大多不太理想，成型件的物理性能不能满足功能性、
半功能性零件的要求，必须借助于后处理或二次开发刁’能生产岀令人满意的产品。
由于材料技术开发的专门性，一般快速成型材料的价格都比较贵，造成生产成本提高。
2）高昂的设备价格.快速成型技术是综合计算机、激光、新材料、CAD/CAM集成等技术而形成的一种全新的
制造技术，是高科技的产物，技术含量较高，所以，目前快速成型设备的价格较贵，限制了快速成型技术的推广应用。
3）功能单一.现有快速成型机的成型系统都只能进行一种工艺成型，而且大多数只能用一种或少数几种材料
成型。
这主要是因为快速成型技术的专利保护问题，各厂家只能生产自己开发的快速成型工艺成型设备，
随着技术的进步，这种保护体制已成为快速成型技术集成的障碍。
4）成型精度和质量问题.由于快速成型的成型工艺发展还不完善，特别是对快速成型软件技术的研究还不成
熟，目前快速成型零件的精度及表面质量大多不能满足工程直接使用的需要，不能作为功能性零件，只能
作原型使用。
为提高成型件的精度和表面质量，必须改进成型工艺和快速成型软件。
5）应用问题.虽然快速成型技术在航空航天、汽车、机械、电子、电器、医学、玩具、建筑、艺术品等许多领域都已获得了广泛应用，但大多仅作为原型件进行新产品开发及功能测试等，如何生产岀能直接使用的零件是快速成型技术面临的一个重要问题。
随着快速成型技的进一步推广应用，直接零件制造是快速成型技术发展的必然趋势。
6）软件问题。
随着快速成型技术的不断发展，快速成型技术的软件问题越来越突岀，快速成型软件系统不但是实现离散/堆积成型的重要环节，对成型速度，成型精度，零件表面质量等方面都有很大影响，软件问题已成为快速成型技术发展的关键问题。
3. 2快速成型技术软件系统存在的问题
1）快速成型软件大多是随机安装，无法进行二次开发；
2）各公司的软件都是自行开发，没有统一的数据接口；
3）随机携带的快速成型软件都只能完成一种工艺的数据处理和控制成型；
4）已商品化的通用性软件价格较贵，功能单一，只能进行模型显示、加支撑、错误检验与修正等中的一种
或几种功能，而且也存在数据接口问题，不易集成；
5）商品化的软件还不完善，不能满足当前快速成型技术对成型速度、成型精度和质量的要求；
6）当前的数据转换模型缺陷较多，对CAD模型的描述不够精确，从而影响了快速成型的成型精度和质里。
4快速成型技术的发展方向
目前国内外快速成型的研究、开发的重点是快速成型技术的基本理论、新的快速成型方法、新材料的开发、
模具制作技术、金属零件的直接制造、生物技术与工程的开发与应用等。
另外，还要追求RPM快速成型制造）的更快的制造速度、更高的制造精度、更高的可靠性，使RPM设备的安装使用外设化，操作智能化；使RPM设备的安装和使用变得非常简单，不需专门的操作人员。
具体说来，有以下几点：
1）采用金属材料和高强度材料直接成型是RPM1要发展方向，采用金属材料和高强度材料直接制成功能零件是RPM快速成型制造）一个重要发展方向。
2）不同制造目标相对独立发展。
从制造目标来说RPM快速成型制造）主要用于快速概念设计成型制造、快
速模具成型制造、快速功能测试成型制造及快速功能零件制造。
3）向大型制造与微型制造进军。
由于大型模具的制造难度和RPM快速成型制造）在模具制造方面的优势，
可以预测，将来的RPM市场将有一定比例为大型原型制造所占据。
与此成鲜明对比的将是RPM快速成型制造）向微型制造领域的进军。
4）6结束语
快速成型的岀现把传统的加工带入全新的数字化领域，要让快速成型与制造技术得到越来越广泛、深人的应用，应从各个方面着手完善和发展该系统，进一步拓宽该技术的应用范围参考文献
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